專利名稱：用于乘員保護系統(tǒng)的傳感器設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于乘員保護系統(tǒng)的傳感器設備。
背景技術：
如圖5A中所示，乘員保護系統(tǒng)包括傳感器設備120和電子控制單元115(ECU)，所述電子控制單元115通過低電平通信線VL和高電平通信線VH連接到傳感器設備120。當低電平線VL的電壓不變且當高電平線VH的電壓振蕩時，從所述高電平線VH產生輻射噪聲。 在低電平線VL與高電平線VH之間進行差分電壓/電流通信時，所述輻射噪聲被降低。 傳感器設備120包括通信部件117、傳感器部件118和電容器119。通信部件117與ECU115通信，傳感器部件118連接至通信部件117。電源線和接地線連接通信部件117與傳感器部件118，電容器119設置在電源線和接地線之間。 當在ECU115和通信部件117之間進行預定通信時，由在位于低電平線VL和高電平線VH之間的電容器121中所充的電來激勵所述傳感器設備120。當所述預定通信處于空閑狀態(tài)時，由從ECU115提供的電來激勵所述傳感器設備120。 ECU115控制傳感器設備120來相對于從傳感器部件118輸出的信號執(zhí)行模數轉換，以及通過通信部件117向ECU115發(fā)送經轉換的數據。 如圖5B中所示，在ECU115和傳感器設備120之間的通信期間，使高電平線VH的
高電平信號波形VHs的相位與低電平線VL的低電平信號波形VLs的相位相反。由此，由于
波形VLs被具有相反相位的波形VHs抵消，因此所述輻射噪聲被降低。 JP-A-2005-277546公開了一種通信裝置。從所述通信裝置的通信線產生的輻射噪
聲被類似地降低。 然而，在所述通信設備中，連接至ECU的傳感器設備未接地。該傳感器設備的電路元件作為標準連接至低電平線VL。此外，該傳感器設備的導電圖案(conduction pattern)連接至所述低電平線VL。如果從所述電路元件和導電圖案產生輻射噪聲，那么車載無線電的調幅(AM)頻段可能會受到所述輻射噪聲的影響。

發(fā)明內容
鑒于上述的和其他的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于乘員保護系統(tǒng)的傳感器設備。 根據本發(fā)明的第一實施例，傳感器設備包括通信線、第一未接地的印刷線路層、第二未接地的印刷線路層以及第三未接地的印刷線路層。所述通信線具有要連接至乘員保護系統(tǒng)的電子控制單元的高電平線和低電平線。第一未接地的印刷線路層連接至所述通信線以便與所述電子控制單元進行差分通信。所述第一印刷線路層具有連接至所述低電平線的第一低電平導電圖案，以及具有對應于所述低電平線的標準的第一電路元件。所述第二未接地印刷線路層間接至通信線以便與具有與電子控制單元的差分通信。第二未接地的印刷
線路層連接至所述通信線以便與所述電子控制單元進行差分通信。所述第二印刷線路層具
有連接至所述低電平線的第二低電平導電圖案，以及具有對應于所述低電平線的標準的第
二電路元件。所述第三印刷線路層經由絕緣層設置在所述第一印刷線路層和第二印刷線路
層之間。所述第三印刷線路層具有連接至所述高電平線的高電平導電圖案。 由此可降低輻射噪聲。 根據本發(fā)明的第二實施例，傳感器設備包括通信線和未接地的多層印刷線路。所
述通信線具有要連接至乘員保護系統(tǒng)的電子控制單元的高電平線和低電平線。所述多層印
刷線連接至所述通信線以便與所述電子控制單元進行差分通信。所述多層印刷線路具有連
接至低電平線的低電平導電圖案、具有對應于所述低電平線的標準的電路元件以及連接至
高電平線的高電平導電圖案。所述低電平導電圖案和電路元件設置在所述多層印刷線路的
第一預定區(qū)域，所述高電平導電圖案設置在與第一預定區(qū)域不同的第二預定區(qū)域。 由此可降低輻射噪聲。


通過以下結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特點和優(yōu)點將更加明顯。在附圖中 圖1為示出乘員保護系統(tǒng)的示意圖； 圖2為示出根據一實施例的傳感器設備的示意性電路圖； 圖3A為示出傳感器設備的多層印刷線路的示意性側視圖；圖3B為示出第一線路層的示意性平面圖；圖3C為示出第二線路層的示意性平面圖；圖3D為示出第三線路層的示意性平面圖；以及圖3E為示出第四線路層的示意性平面圖； 圖4A為示出輻射噪聲的示意性波形，圖4B為示出用于消除所述輻射噪聲的信號的示意性波形；以及 圖5A為示出傳統(tǒng)的傳感器設備的示意性電路圖；圖5B為示出在所述傳統(tǒng)的傳感器設備和電子控制單元之間的信號的示意性波形。
具體實施例方式
如圖1中所示，車輛10具有乘員保護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括前傳感器設備11a、llb，安全傳感器設備12a、12b，側傳感器設備13a、13b、13c、14a、14b、14c以及連接至傳感器設備11a-14c的電子控制單元15 (ECU)。 所述前傳感器設備11a、llb固定于所述車輛10的前側部。所述安全傳感器設備12a、12b被設置為鄰近所述車輛10的乘客座或后座。所述側傳感器設備13a-14c被設置于所述車輛10的側邊。當所述車輛10具有碰撞時，由傳感器設備11a-14c檢測到加速，由所述ECU15基于所檢測到的加速激勵安裝在車輛10中的乘員保護設備(未示出)，諸如氣囊或安全帶預緊器。 如圖2中所示，傳感器設備20通過低電平通信線VL和高電平通信線VH連接至ECU15，且進行差分電壓/電流通信。所述傳感器設備20對應于傳感器設備11a-14c。
傳感器設備20包括通信部件17，傳感器部件18和電容器19。通信部件17與ECU15通信，傳感器部件18連接至通信部件17。所述傳感器部件18具有對應于低電平通信線VL的標準，所述電容器19被設置用于電源穩(wěn)定性。 如圖3A中所示，傳感器設備20包括第一印刷線路層M1、第二印刷線路層M2、第三印刷線路層M3以及第四印刷線路層M4，它們被形成為彼此平行的層。電路元件17a安裝至第一層Ml，電路元件18a安裝至第四層M4。絕緣層11設置在層M1和M2之間。絕緣層12設置在層M2和M3之間。絕緣層13設置在層M3和M4之間。絕緣層11、 12和13由例如玻璃環(huán)氧板制成。 如圖3B、3C、3D和3E中所示，在所述層M1、M2、M3和M4上限定通孔(through hole)端C1、C2、C3和C4，在層M1和M4上限定盲導通孔(blind via hole)C5、C6和C7。所述通孔端C1、C2、C3和C4和盲導通孔C5、C6和C7穿過所述絕緣層以便連接設置在所述層上的導電圖案。 如圖3B所示，第一層M1具有導電圖案M1H、M1L1、M1L2、M1L3和M1L4。所述圖案M1H的一端連接至所述端C1，且處于高電平。所述圖案M1L1的一端連接至所述端C2，且處于低電平。所述圖案M1L2的一端連接至所述盲導通孔C5，且處于低電平。所述圖案M1L3的一端連接至所述盲導通孔C6，且處于低電平。所述圖案M1L4的一端連接至所述盲導通孔C7，且處于低電平。所述圖案M1H、M1L1、M1L2、M1L3和M1L4的另一端連接至電路元件17a。所述電路元件17a限定如圖2中所示的通信部件17，且處于低電平。 如圖3C中所示，第二層M2具有導電圖案M2H1和M2H2。所述圖案M2H1的一端連接至所述端C1，且處于高電平。所述圖案M2H2連接至所述圖案M2H1的另一端。如圖3D中所示，在所述第三層M3上僅限定端Cl、 C2、 C3和C4。 如圖3E中所示，第四層M4具有導電圖案M4L1、 M4L2和M4L3。所述圖案M4L1的一端連接至所述盲導通孔C5，且處于低電平。所述圖案M4L2的一端連接至所述盲導通孔C6，且處于低電平。所述圖案M4L3的一端連接至所述盲導通孔C7且處于低電平。所述圖案M4L1、M4L2和M4L3的另一端連接至所述電路元件18a。所述電路元件18a限定如圖2中所示的傳感器部件18，且處于低電平。 由印刷線路層Ml、 M2、 M3和M4和設置在所述印刷線路層Ml、 M2、 M3和M4之間的絕緣層11、 12和13限定傳感器多層印刷線路20M。 通過所述端Cl和所述導電圖案M2H1連接至高電平線VH的所述第二層M2的高電平導電圖案M2H2具有平面面積S1。所述平面面積S1被形成為近似等于所述低電平導電圖案M1L1、 M1L2、 M1L3、 M1L4、 M4L1、 M4L2、 M4L3以及第一和第四層Ml、 M4的低電平電路元件17a、18a的平面面積的總面積S2。 此外，所述高電平導電圖案M2H2被設置為在圖3A的上下方向上與所述低電平導電圖案M1L1、 M1L2、 M1L3、 M1L4、 M4L1、 M4L2、 M4L3和所述低電平電路元件17a、18a近似相對。 公式1表示當高電平通信線VH的信號電壓變化A V時所述高電平通信線VH的電荷變化AQ1。 公式1 : AQ1 = C10X AV = e XS1X AV/dl 如圖2的虛線所示，在車載天線22和連接至所述高電平線VH的導電圖案M2H2之間定義耦合電容C10。所述電容C10具有介電常數e。所述高電平導電圖案M2H2具有面積Sl，且定義天線22和導電圖案M2H2之間的距離dl。 所述傳感器設備20與ECU15進行差分電壓/電流通信。由此，當所述高電平通信線VH的信號電壓變化AV時，所述低電平通信線VL的信號電壓變化-AV。此時，公式2表示低電平通信線VL的電荷變化AQ2。
公式2 : AQ2 = C20X-AV = eXS2X-AV/d2 如在圖2中的虛線所示，在車載天線22和連接至低電平線VL的導電圖案之間定義耦合電容C20。所述電容C20具有介電常數e。所述低電平導電圖案M1L1、M1L2、M1L3、M1L4、 M4L1、 M4L2、 M4L3和電路元件17a、18a具有總面積S2，且定義在所述天線22和所述導電圖案之間的距離d2。 公式3表示構建所述傳感器設備20的多層印刷線路20M的電荷變化A Q。
公式3 : A Q = A Q1+ A Q2 = eXAVX (Sl/dl_S2/d2) 當所述天線22和多層印刷線路20M之間的距離長時，所述距離dl和所述距離d2彼此近似相等。 公式4 : AQ = e X AVX (Sl-S2)/dl 因為所述多層印刷線路20M的所述電荷變化AQ產生電場，因此產生如圖4A中所示的輻射噪聲LN1。從所述多層印刷線路20M產生的所述輻射噪聲LN1可通過降低所述電荷變化AQ來降低。 根據該實施例，所述高電平導電圖案M2H2的平面面積SI被形成為近似等于所述低電平導電圖案M1L1、M1L2、M1L3、M1L4、M4L1、M4L2、M4L3以及低電平電路元件17a、18a的總面積S2。因此，可使得所述電荷變化AQ更小。 此外，所述高電平導電圖案M2H2被設置為在圖3A的上下方向上與所述低電平導電圖案M1L1、 M1L2、 M1L3、 M1L4、 M4L1、 M4L2、 M4L3和所述低電平電路元件17a、18a近似相對。因此，由于從所述低電平導電圖案產生的噪聲與從所述高電平導電圖案產生的信號相反，因此可有效地消除所述輻射噪聲LN1。 因此，如圖4B中所示，從所述高電平導電圖案M2H2產生與輻射噪聲LN1的相位相反的輻射信號HN1。輻射信號HN1近似抵消了輻射噪聲LN1。多層印刷線路20M的電荷變化AQ變小，由此從傳感器設備20產生的輻射噪聲LN1被降低。由此，可使對車載無線電的調幅頻帶的影響更小。 當所述高電平導電圖案M2H2的平面面積S1被形成為近似等于所述低電平導電圖案M1L1、M1L2、M1L3、M1L4、M4L1、M4L2、M4L3以及低電平電路元件17a、18a的總面積S2時，所述高電平導電圖案M2H2可以不設置在與所述低電平導電圖案M1L1、M1L2、 M1L3、 M1L4、M4L1、M4L2、M4L3和所述低電平電路元件17a、 18a近似相對的位置。在此情況下，可降低從所述傳感器設備20產生的輻射噪聲LN1。 所述多層印刷線路20M包括具有導電圖案M2H2的層M2。或者，可在層M1、M4的除了具有所述低電平導電圖案M1L1、M1L2、M1L3、M1L4、M4L1、M4L2、M4L3和低電平電路元件17a、18a的區(qū)域之外的空閑區(qū)域設置高電平導電圖案。在此情況下，可降低輻射噪聲LN1 。
應當理解，這些變化和改進均落入如由所附權利要求限定的本發(fā)明的范圍內。
權利要求
一種用于乘員保護系統(tǒng)的傳感器設備(20)，包括通信線，具有要被連接至所述乘員保護系統(tǒng)的電子控制單元(15)的高電平線(VH)和低電平線(VL)；第一未接地印刷線路層(M1)，連接至所述通信線，以便與所述電子控制單元進行差分通信，所述第一印刷線路層具有連接至所述低電平線(VL)的第一低電平導電圖案(M1L1、M1L2、M1L3、M1L4)；以及具有與所述低電平線(VL)對應的標準的第一電路元件(17a)；第二未接地印刷線路層(M4)，連接至所述通信線，以便與所述電子控制單元進行差分通信，所述第二印刷線路層具有連接至所述低電平線(VL)的第二低電平導電圖案(M4L1、M4L2、M4L3)；以及具有與所述低電平線(VL)對應的標準的第二電路元件(18a)；以及第三未接地印刷線路層(M2)，經由絕緣層(l1，l2)設置在第一印刷線路層(M1)與第二印刷線路層(M4)之間，其中，所述第三印刷線路層(M2)具有連接至所述高電平線(VH)的高電平導電圖案(M2H2)。
2. 根據權利要求1的傳感器設備(20)，其中 所述第一低電平導電圖案和第一電路元件具有第一面積； 所述第二低電平導電圖案和第二電路元件具有第二面積；以及所述第三印刷線路層的高電平導電圖案具有與所述第一面積和所述第二面積的和 (S2)近似相等的面積(Sl)。
3. 根據權利要求1或2的傳感器設備(20)，其中所述第三印刷線路層的高電平導電圖案被設置為與所述第一和第二低電平導電圖案 和所述第一和第二電路元件近似重疊。
4. 根據權利要求1或2的傳感器設備，進一步包括 通信部件(17)，用于與所述電子控制單元通信；以及 傳感器部件(18)，連接至所述通信部件，其中 所述第一電路元件(17a)對應于所述通信部件(17);以及 所述第二電路元件(18a)對應于所述傳感器部件(18)。
5. —種用于乘員保護系統(tǒng)的傳感器設備(20)，包括通信線，具有要被連接至所述乘員保護系統(tǒng)的電子控制單元(15)的高電平線(VH)和 低電平線(VL);未接地多層印刷線路(20M)，連接至所述通信線，以便與所述電子控制單元進行差分通 信，其中，所述多層印刷線路具有連接至所述低電平線(VL)的低電平導電圖案(M1L1、 M1L2、 M1L3、 M1L4、 M4L1、 M4L2、 M4L3);具有與所述低電平線(VL)對應的標準的電路元件(17a、18a);以及 連接至所述高電平線(VH)的高電平導電圖案(M2H2);所述低電平導電圖案和所述電路元件設置在所述多層印刷線路的第一預定區(qū)域，以及 所述高電平導電圖案設置在不同于所述第一預定區(qū)域的第二預定區(qū)域。
6.根據權利要求5的傳感器設備(20)，進一步包括連接在所述高電平線和所述低電平線之間的天線(22);其中所述天線與所述多層印刷線路具有預定的距離(dl)。
全文摘要
提供了一種傳感器設備(20)，包括具有高電平線(VH)和低電平線(VL)的通信線，以及印刷線路層(M1、M2、M3、M4)。所述印刷線路層連接至所述通信線以便與乘員保護系統(tǒng)的電子控制單元(15)進行差分通信。第一和第二層(M1、M4)未被接地，且具有連接至所述低電平線的低電平導電圖案(M1L1-M4L3)以及具有與所述低電平線對應的標準的電路元件(17a、18a)。第三印刷線路層(M2)經由絕緣(l1，l2)設置在第一和第二層之間，且具有連接至所述高電平線的高電平導電圖案(M2H2)。
文檔編號H05K1/02GK101753490SQ200910222160
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權日2008年12月18日
發(fā)明者田中達貴, 稻本高志 申請人:株式會社電裝